微火成炬 筑梦明珠--三门峡水利枢纽1号水轮发电机机组大修现场众生相

火光虽微,永恒绵长,生生不息。三门峡水利枢纽1号水轮发电机机组大修现场一片热火朝天。在一声声充满力量的号子中,有这样一群人,他们用双手敲起音符,用汗水奏起乐章,他们用赤诚之心、实干担当,聚微火于三门,筑梦想在明珠,默默谱写着新时代的奋斗进行曲。

大型水轮发电机机组振动问题分析研究

单机容量700MVA及以上的大型水轮发电机组开始在我国大量安装,其振动问题是亟需解决的工程问题。本文提出在设计、制造、安装、调试、运行等机组的全生命周期中,统筹研究解决其振动问题,并进行了实例分析。

大型卧式水轮发电机机组轴线的调整

根据大型卧式水轮发电机组安装后机组轴线可能发生的偏差按径向和轴向间隙进行量测，推导出轴承调整移动量计算公式，通过实例说明公式的应用。

水轮发电机机组大修盘车刍议

水轮发电机组在大修时老机组推力头与主轴配合较松,摆度值较难处理合格,采用有台阶的卡环压紧推力头,机组摆度值较易处理合格。

浅谈水轮发电机机组改造后振动处理及原因分析

水轮发电机组在改造之后出现的振动问题,会给发电机的运行带来极为严重的影响,不仅危及发电机本身的正常运转,甚至会给机组工程带来不可估量的严重后果,要想在水轮发电机改造后避免和解决振动的问题,需要对水轮发电机组进行全面的排查及准确措施的应对,本文尝试从水轮发电机组振动问题的危害入手,对其产生原因进行逐一分析,并在此基础上进行相应处理措施的探析,以期能够在解决水轮发电机振动的问题上获取较为全面的理论认识。

轴流式水轮发电机组不对中-碰摩耦合故障振动特性分析

针对轴流式水轮发电机组因联轴器偏角不对中引起的碰摩转子-转轮系统振动问题,基于修正的LuGre摩擦模型,该研究推导了联轴器不对中故障下转轮叶片碰摩力表达式。在此基础上,搭建了综合考虑不平衡磁拉力等外激励作用下系统动力学模型。采用数值方法研究了不对中角度对系统振动特性的影响,并结合Floquet理论分析了以转速为控制变量的系统周期解稳定性。结果表明,不对中的存在增大了系统发生失稳可能性,显著改变了系统动态特性。此外,不对中角度对转子与转轮振动响应的影响具有较大差异,随着不对中角度的增加,转轮振动变化明显且碰摩程度较为恶劣。该研究结果可为轴流式水轮发电机组安全运行及稳定性分析提供有益借鉴。

基于MRD优化布置的水轮发电机组碰摩系统振动抑制

针对水轮发电机组转子-转轮系统碰摩故障问题,采用磁流变液阻尼器(magneto-rheological damper,MRD)对轴系振动进行抑制,旨在探究MRD对机组轴系振动的影响规律及其对系统碰摩故障的抑制效果。首先,将机组轴向位置函数引入MRD非线性动力学模型,推导了碰摩故障下含轴向分布参数的MRD-转子-转轮系统动力学方程。其次,基于数值模拟方法,以机组转速为控制参数对比分析了是否考虑MRD的转子-转轮系统非线性动力学行为。最后,研究了不同MRD轴向布置参数对碰摩转子-转轮系统动力学行为的影响。研究结果表明:MRD的加入对转子、转轮非稳态运动具有良好约束作用,能够显著减小转子、转轮振动幅值,有效避免了机组轴系碰摩故障的发生;当阻尼器位置参数s_(1)、s_(2)分别取0.25与0.95时,MRD对系统的减振效果最佳。通过在机组轴系合理布置MRD,可有效改善系统振动情况,从而为水轮发电机组振动控制提供有益指导。

基于改进VMD和GRU的水轮发电机组振动故障预警

针对水轮发电机组受水、机、电等因素相互耦合,早期故障特征被电磁和噪声所淹没难以提取的问题,设计了一种基于改进VMD和GRU的水轮发电机组振动故障预警方法。首先,采用BES算法对变分模态VMD的参数进行寻优,得到最佳的分解层数、惩罚因子和模态个数,然后采用最优的VMD算法对水轮发电机组早期的振动特征进行提取,最后将早期的振动特征输入GRU神经网络预测算法进行训练、验证和测试。仿真结果和工程实例表明,该方法可以有效快速准确提取水轮发电机组的早期微弱振动特征,实现水轮发电机组的早期故障预警,具有较高的工程应用价值。

白鹤滩百万千瓦水轮发电机组转轮动应力特性研究

转轮是白鹤滩水电站百万千瓦水轮发电机组研发难度最大和制造难题最多的核心部件,为有效预防转轮裂纹,选择白鹤滩水电站右岸#12机组作为研究对象,探索百万千瓦水轮机转轮动应力测量方法,研究运行稳定性和转轮动应力特性,揭示机组转轮动应力真实分布规律,用于指导机组在合理运行区运行,延长叶片使用寿命,提高机组运行可靠性。白鹤滩水电站#12机组稳定性和动应力测试分析表明,机组机械部分制造和安装质量优良,运行稳定性表现优秀;转轮叶片动应力在全负荷范围内保持在较低状态,远低于材料的许用应力值,甩负荷等过渡过程产生的动应力幅值大于稳定工况动应力幅值;稳定工况下,转轮叶片动应力典型频率成分为1.785、42.84、0.45 Hz,这分别是机组转频、24倍转频和涡带频率,对应的动应力分量由蜗壳内非轴对称速度干扰叶片进口流动、活动导叶出口的不均匀流场干扰叶片进口流动和涡带尾水压力脉动引起。

推力轴承对水轮发电机组轴系横向振动特性的影响

建立包含3个导轴承与1个推力轴承联合支承的某300 MW水轮发电机组轴系有限元模型,应用有限元方法研究了推力轴承对轴系横向振动的影响,计算分析了推力轴承弯曲刚度和轴向刚度对轴系横向振动的影响,并研究了发电机转子不平衡量与相位差对轴系振动的影响。结果表明:与不考虑推力轴承相比,考虑推力轴承弯曲刚度时,机组轴系在额定转速下一~三阶固有频率依次增大5.35%、1.89%和1.56%;机组在额定转速下运行,当发电机转子处不平衡量为100 kg·m且相位差为180°时,若弯曲刚度取8.2×106 N/m,下导轴承、上导轴承、推力轴承与集电装置处横向振幅分别降低约17.44%、6.72%、17.04%和28.76%,当不平衡量为100 kg·m且相位差为0°时,若考虑弯曲刚度,各部件横向振幅依次降低约3.31%、2.78%、9.46%和15.01%。

不同故障下水轮发电机组轴系的振动特性研究

水轮发电机组的振动往往由水-机-电耦合因素引起,分析单一故障及多因素耦合故障下的轴系振动对机组稳定运行和厂房结构安全至关重要。采用四阶龙格-库塔法分别求解了不平衡磁拉力、碰摩力、非线性油膜力单独作用或耦合作用下的发电机和水轮机振动特性。结果表明,仅考虑不平衡磁拉力或仅考虑碰摩力时,轴系的运动特性主要表现为周期运动状态和拟周期运动状态;在多因素耦合作用下,轴系的运动特性将会变得更为复杂,表现为以拟周期运动和混沌运动为主,间歇性出现周期运动。研究结果可为水电站的安全、稳定、优化运行提供更多的理论依据。

非平稳水流激励下水轮发电机组可靠性综合评估

针对在非平稳水流激励作用下水轮发电机组同时发生振动失效和疲劳失效的情形,提出了一种非平稳水流激励下水轮发电机组可靠性综合评估方法。首先,通过分析非平稳水流激励下水轮发电机组的振动失效和疲劳失效,建立了水轮发电机组系统贝叶斯网络模型;然后,在分析机组动力学特性的基础上,基于迁移学习和Kriging模型分别对水轮发电机组的振动可靠性和振动疲劳可靠性进行分析;最后,引入共因失效因子,提出了非平稳水流激励下水轮发电机组可靠性综合评估方法,并通过实例验证所提出方法的有效性。实例分析表明,在240 MW下考虑共因失效和不考虑共因失效的可靠度误差为0.051 3,机组受到的非平稳水流激励越大,共因失效对机组的可靠度影响越大。

水轮发电机组压力脉动及稳定性分析

水轮发电机组作为水力发电站的核心设备,在长期运行过程中不可避免地产生振动和压力脉动问题,长期振动会加速机械零件的磨损和疲劳,降低机组的寿命和可靠性,还可能导致机组的不稳定运行,甚至引发严重事故,对发电站的安全性构成威胁。这些振动和脉动问题源自多方面因素,其中包括水流的动态性、叶轮的设计与制造质量、以及机组与水力系统之间的复杂相互作用。这些振动和压力脉动问题对水轮发电机组的性能、可靠性和安全性都带来了负面影响。因此,深入研究水轮发电机组在运行过程中的振动和压力脉动问题,寻找有效的解决方案显得尤为重要。通过对安砂水电站3号机组实验数据的分析,深入探讨了水轮发电机组压力脉动及振动引起的运行稳定性问题。通过利用秩和检验以及皮尔逊相关性系数对水轮机组运行过程中的压力脉动、振动和摆度信号进行分析,发现水轮机组整体信号之间存在较强的相关性,尤其是在摆度信号中。最后,从水轮发电机组的设计、运行和维护各个阶段,探讨了降低水轮发电机组运行中产生的压力脉动及振动问题的方法与策略。通过采取这些措施,我们可以有效地降低振动和压力脉动问题带来的负面影响,确保水轮发电机组安全、稳定地运行,为可持续能源的发展做出贡献。

水轮发电机组故障监测系统互感器选型优化设计

建设和运维成本低以及安全可靠是水电站水轮发电机组追求的目标。基于APH方法设计和优化水轮发电机组故障监测系统方案,通过设置监测系统多个属性,建立方案中互感器选择的层次分析因素矩阵模型,对系统中互感器的功效做出全面的综合评价,选择最优的互感器,并以此量化得到最优的机组故障监测系统方案。

水电站水轮发电机组性能参数测定

本文对海外某水电站的冲击式水轮发电机组的空载特性、短路特性及短路比和直轴同步电抗等主要参数测定计算原理和过程进行介绍,同时对发电机的波形畸变率和惯性时间常数进行测定。对现场实际情况和对参数测定结果进行了分析,测试结果与原设备合同技术参数值较为吻合,部分值优于合同值,比如短路比和机械惯性常数等。具对于其他类似项目具有一定的参考价值。

水电站水轮发电机组常见故障及处理措施探讨

水电站水轮发电机组在具体的运行过程当中,由于受到各方面因素的影响,各种故障频发,如过负荷、转子接地、定子接地、温度过高等故障,严重影响到水电站的正常运行。基于此,文章对水电站水轮发电机组常见故障进行深入的分析,并制定具体的处理措施,旨在消除各方面因素对水轮发电机组所带来的影响,及时有效的解决各种常见故障,保障水电站的安全稳定运行。

影响水轮发电机组碳刷性能的主要因素及检测方法与标准

水轮发电机组中的碳刷在运行的过程中产生的碳粉在接触面会导致振动、高温、打火等问题,从而引发与之配对的集电环表面出现损伤,这种损伤的累计会进一步恶化电机的运行环境。针对此问题,从影响碳刷服役性能的主要因素、检测方法及碳刷选型标准等三方面进行分析研究,介绍了制造工艺、材料配方、运行工况等三种因素影响下碳刷物理性能和载流摩擦磨损性能的变化,重点分析了其对碳刷的载流摩擦磨损性能影响,以及碳刷性能的检测方法和碳刷的选型标准。为水轮发电机组碳刷的选型与检测、性能升级等提供思路。

水轮发电机组镜板研磨装置的优化改进

镜板是水轮发电机组推力轴承的心脏部件,它的质量直接关系着水轮发电机组的安全运行,理想光滑的镜板与推力瓦配合是机组安全稳定运行的关键因素。在发电机组的A级检修过程中,使用镜板研磨装置对镜板面实施研磨和抛光处理,以使粗糙度、光洁度、表面硬度和波浪度达到相关技术要求,但相关研磨装置已使用近十年,在检修现场已暴露出一些不足,不能完全贴合使用需求。通过对现有镜板研磨装置各类问题分析,提出相应优化措施,成功设计并制作了一套高效、精准、安全的研磨装置。

水轮发电机组顶盖振动及运行稳定范围探究

顶盖振动幅值属于水轮发电机组安全运行的重要控制参数,将国内某18MW混流式水机作为分析对象,调查其顶盖振动现状,发现5~7MW和11~13MW工况不满足要求。设置水平螺杆式千斤顶未能有效改善振动情况,随后改为刚度加固措施,符合要求的工况扩大至10~18MW。综合考虑水机室噪声、顶盖振动幅值等各项因素,在不同水头下,通过试验划定出机组的稳定运行工况范围。

一起水轮发电机组水导瓦温异常分析与处理

提供了高水头混流式水轮发电站机组结构改造方案,通过对水导瓦温异常及导水机构的分析,查找故障原因,从源头上解决问题。通过对运行过程中顶盖排水管路异常的分析与处理,采用水工及管路防腐的方式消除设备隐患,对类似高水头水电站水轮发电机组技术改造及日常运行与维护具有一定的参考价值。